JP2022064505A - 耐力壁 - Google Patents

Abstract

【課題】柱の連設方向に作用する外力に対する抵抗力の高い耐力壁を提供することを目的とする。
【解決手段】一対の柱４，５と、一対の柱４，５に複数の連結部材Ｎを用いて連結される面材９と、を備える耐力壁１０であって、一対の柱４，５には、柱の立設方向に沿って面材９の辺９Ｌ，９Ｒおよび背面９Ｂが当接する凹部４１，５１がそれぞれ形成され、面材９は、一対の凹部４１，５１の間に挿嵌されて複数の連結部材Ｎにより連結されている。
【選択図】図７

Description

新規性喪失の例外適用申請有り

本発明は、木造の建築物に利用される耐力壁に関する。

様々な木造の建築物においてその構造強度を高めるために利用されている耐力壁は、立設された一対の柱を接合部材により接合されることでその構造強度が高められており、このような耐力壁には、接合部材として筋交いが用いられているもの、面材が用いられているものに大別される。近年では、耐力壁の組立てや断熱材の敷設等の施工性が筋交いよりも容易である面材を用いた耐力壁が注目されている。

面材を用いた耐力壁の一例として、特許文献１等が挙げられ、ここに示される耐力壁は、基礎上に立設された一対の柱と、面材としての構造用合板から主に構成されている。構造用合板は、各柱の側端面に対向配置された端面が当接されて重ね合わされた端部に、連結部材としての釘を縦方向に複数打設することで接合されている。これにより、一対の柱と構造用合板との一体性が増してその剛性が高められているばかりでなく、例えば地震、風等により一対の柱の連設方向において一方側から他方側に外力が作用した場合に、一方側の柱の頂部が他方側の柱に向かって傾動しようとしても、力が構造用合板によって面方向に分散された後、他方側の柱に打設され複数の釘を通じて他方側の柱に作用するため、力が集中して作用することにより柱から釘が抜け出すこと、柱や面材が破断することが抑止されている。

特開２００３－３５９２公報（第２，３頁、第１図）

このように特許文献１のような耐力壁にあっては、一対の柱と構造用合板とを連結するにあたって、釘の数を増やす、より太い釘を使用することにより、柱の連設方向に作用する外力に対する抵抗力が向上されることが一般的に知られている。しかしながら、単に釘の数を増やしたり、太い釘を使用した場合には、面材や柱に亀裂、欠け等の破損が生じる虞があるため、このような破損を防止しつつ抵抗力を向上させることが望まれている。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、柱の連設方向に作用する外力に対する抵抗力の高い耐力壁を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の耐力壁は、
一対の柱と、
前記一対の柱に複数の連結部材を用いて連結される面材と、を備える耐力壁であって、
前記一対の柱には、該柱の立設方向に沿って前記面材の辺および背面が当接する凹部がそれぞれ形成され、
前記面材は、一対の前記凹部の間に挿嵌されて前記複数の連結部材により連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、面材は、その面に対して直交方向に作用する力に対する耐久性よりも、その辺に対して直交方向に作用する力に対する耐久性の方が高いため、柱の連設方向に外力が作用した場合に、柱の凹部から面材の辺に力が作用しても破損し難く、その耐久性により一対の柱同士の相対的な傾動を抑止できることから、複数の連結部材による抵抗力に加えて、柱の連設方向に作用する外力に対する抵抗力を高めることができる。

前記柱は、前記面材の背面が当接する前記凹部の端面と略同一平面をなす受材が固定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、面材が略同一平面をなす凹部の端面と受材の端面とに当接した状態で一対の柱に固定されており、面材が受材側に押し込まれるような力が作用した場合の支持強度を高めることができる。

前記面材は、前記受材に複数の前記連結部材により連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、面材と受材との一体性が増すことで支持強度がより高められるばかりでなく、面材がその面に対して直交方向に撓み変形することを抑止することができる。

前記面材は、前記一対の柱の間に立設される間受材に複数の前記連結部材により連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、面材と一対の柱から離間した位置で立設される間受材との一体性が増すため、面材がその面に対して直交方向に撓み変形することを抑止することができる。

一対の前記凹部の間に挿嵌されている前記面材は、互いに対向配置される上方横設材および下方横設材の間に挿嵌されていることを特徴としている。
この特徴によれば、柱の立設方向に外力が作用した場合に、上方横設材または下方横設材から面材の辺に力が作用しても破損し難く、その耐久性により上方横設材および下方横設材の相対的な傾動を抑止できることから、柱の立設方向に作用する外力に対する抵抗力を高めることができる。

前記面材は、前記上方横設材に固定されて前記凹部の端面と略同一平面をなす上方横設材側受材、および前記下方横設材に固定されて前記凹部の端面と略同一平面をなす下方横設材側受材それぞれに複数の連結部材で連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、面材と上方横設材および下方横設材との一体性が増すため、柱の立設方向に作用する外力に対する抵抗力をさらに高めることができる。

前記下方横設材と前記下方横設材側受材との間には、床材が配設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、床材の支持強度を向上させることができる。

互いに対向配置された前記面材を備え、
前記一対の柱には、一方の前記面材が連結される一方側、および他方の前記面材が連結される他方側に前記凹部がそれぞれ形成され、
各前記面材は、一対の前記凹部の間にそれぞれ挿嵌されて前記複数の連結部材により連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、耐力壁としての一体性がさらに高められて構造強度を高めることができるばかりでなく、柱の連設方向に作用する外力に対する抵抗力も高めることができる。

本発明に係る実施例の耐力壁を示す斜視図である。 実施例の耐力壁を示す分解斜視図である。 実施例の耐力壁において面材を取り付ける前の状態を示す正面図である。 図３におけるＡ－Ａ断面図である。 図３におけるＢ－Ｂ断面図である。 実施例の耐力壁を示す正面図である。 図６におけるＣ－Ｃ断面図である。 本発明に掛かる耐力壁の変形例１を示す斜視図である。 本発明に掛かる耐力壁の変形例２を示す正面図である。

本発明に係る耐力壁を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る耐力壁につき、図１から図９を参照して説明する。以下、図１に示す矢印方向を耐力壁の前後上下左右として説明する。

図１に示されるように、本実施例の耐力壁１０は、木造軸組構法によって造られる木造の建築物において必要な構造強度を確保するために使用されるものである。尚、耐力壁１０は、木造枠組壁構法、木質ラーメン構法等、他の木構造に使用されてもよく、木造軸組構法に限定されるものではない。

図１，図２に示されるように、耐力壁１０は、基礎１に固定された下方横設材としての土台２と、上方横設材としての梁３と、基礎１の上方に立設されている通柱４と、通柱４から左右方向に離間して立設されている管柱５と、間受材としての間柱６と、２つの縦受材７と、４つの横受材８と、正面視長方形状の平板状に形成され、前後方向に１枚ずつ対向配置された面材としての構造用合板９と、床材としての床合板１１と、複数の連結部材としての複数の釘Ｎから主に構成されている。

図２，図３に示されるように、土台２は、通柱４または管柱５を支持する一対の柱脚金物２０と、一対の柱脚金物２０の間、または外側に配設される土台材２１，２２から主に構成されている。尚、耐力壁１０の構成に直接関わるのは、一対の柱脚金物２０とこれらの間に配設されている土台材２１である。

柱脚金物２０は、立方体状に形成された基部と、基部の左右方向中央にて立設する板状の立設部２０ａを備え、基礎１に埋設されている図示しないアンカーに固定されている。土台材２１，２２は、木製の四角柱状に形成され、柱脚金物２０と同様にアンカーに固定されており、前後上下端面が柱脚金物２０の前後上下端面と略同一平面をなしている。

図２～図５に示されるように、通柱４および管柱５（以下、単に「柱４，５」と記載）は、木製の四角柱である所謂四寸柱であり、下端部に形成されたスリットに柱脚金物２０の立設部２０ａが挿嵌され、その下端面が柱脚金物２０の基部の上面に当接された状態でドリフトピンによって固定されている。また、柱４，５は接続金具を用いて梁３に固定されている。これにより、柱４，５は、互いに略平行かつ、土台２および梁３に略直交して配設され、前後端面が柱脚金物２０および梁３の前後端面と略同一平面をなし、左右端面が柱脚金物２０の左右端面と略同一平面をなしている。

図４，図５を参照して、通柱４には、管柱５に対向配置されている側端部４０における前後両端部それぞれに、連結部４５の下端から下方向に亘って略直線状に切削形成された凹部４１を備えている。凹部４１は、側端部４０における前後の凹部４１の間の前後方向に延びる端面４０ａに略直交して左右方向に延びる左右面４２と、左右面４２の左端に略直交して前後方向に延びる前後面４３を有し、上下方向の寸法が土台２および梁３の間の離間寸法と略同一であり、前後方向の寸法、すなわち前後面４３の前後方向の寸法が構造用合板９の前後方向の寸法と略同一である。

管柱５には、通柱４に対向配置されている側端部５０における前後両端部それぞれに、管柱５の上下端に亘って略直線状に切削形成された凹部５１を備えている。凹部５１は、側端部５０における前後の凹部５１の間の前後方向に延びる端面５０ａに略直交して左右方向に延びる左右面５２と、左右面５２の左端に略直交して前後方向に延びる前後面５３を有し、上下方向の寸法が土台２および梁３の間の離間寸法と略同一であり、前後方向の寸法、すなわち前後面５３の前後方向の寸法が構造用合板９の前後方向の寸法と略同一である。

対向配置された凹部４１，５１は、左右面４２，５２が略同一平面をなし、前後面４３，５３の間の離間寸法が構造用合板９の左右方向の寸法と略同一である。尚、本実施例における同一平面とは、同一の平面に沿って配置されていればよく、直接連続しておらずに離間していてもよい。

図２～図５を参照して、間柱６は、木製の四角柱であり、複数の釘によって下端部が床合板１１を介して土台材２１に、上端部が梁３に固定され、前後の左右面６０が柱４，５の左右面４２，５２と略同一平面をなしている。縦受材７は、木製の四角柱であり、複数の木ネジによって通柱４の側端部４０または管柱５の側端部５０に固定され、前後の左右面７０が柱４，５の左右面４２，５２と連続する略同一平面をなしている。横受材８は、木製の四角柱状に形成されており、複数の木ネジによって土台材２１側の横受材８が床合板１１を介して土台材２１に、梁３側の横受材８が梁３に固定され、前後の左右面８０が間柱６の前後の左右面６０、および各縦受材７の前後の左右面７０と連続する略同一平面をなしている。

床合板１１は、左右方向の寸法が柱４，５の端面４０ａ，５０ａの間の離間寸法と略同一に形成された矩形状の板材であり、複数の釘によって土台材２１に固定されている。

図６，図７を参照して、構造用合板９は、ベイマツから形成された合板であり、上下方向の寸法が床合板１１および梁３の間の離間寸法と略同一となっており、床合板１１、梁３および柱４，５の前後面４３，５３の内側に嵌合された後、複数の釘Ｎを用いて、柱４，５、間柱６、各縦受材７、各横受材８に連結されている。

これにより、その上下の側辺９Ｔ，９Ｄは床合板１１、梁３に当接し、左右の側辺９Ｌ，９Ｒが前後面４３，５３に当接し、その裏面９Ｂは同一平面をなす左右面４２，５２，６０，７０，８０（図３参照）に当接し、その表面９Ｆは土台２、梁３および柱４，５の前端面または後端面と略同一平面をなしている。尚、構造用合板９の裏面９Ｂとは、対向配置されている構造用合板９側に位置する面であり、その反対の面が表面９Ｆである。また、構造用合板９の表面９Ｆ側を正面に見て、上側が９Ｔ、下側が９Ｄ、左側が側辺９Ｌ、右側が側辺９Ｒである。

釘Ｎは、一般的に使用されるものより比較的その頭部や胴部の太さが太い釘であり、構造用合板９越しに、一般的に釘が打設される１５０ピッチで左右面６０の左右方向中央部に沿って上下方向かつ直線状に打設され、その半分にあたる７５ピッチで左右面４２，５２，７０それぞれの左右方向中央部に沿って上下方向かつ直線状に打設され、左右面８０の上端部および下端部に沿って左右方向かつ直線状に打設されている。

以上説明したように、本実施例の耐力壁１０は、構造用合板９が複数の釘Ｎによって土台２、梁３、柱４，５に連結されて構造強度が高められているばかりでなく、一般的に使用される倍以上の釘Ｎによって連結されているため、構造用合板９から一つの釘Ｎに伝達される力が分散されて弱まることに加え、釘Ｎ自身の耐久性や抜け出しに対する抵抗力も高いため、釘Ｎの破断、柱４，５からの釘Ｎの抜け出し、柱４，５や構造用合板９の破断に対する抵抗力が高められている。

また、構造用合板９は、表面９Ｆ、裏面９Ｂ（以下、単に「面９Ｆ，９Ｂ」と記載）に対して前後方向に作用する力に対する耐久性よりも、左右の側辺９Ｌ，９Ｒに対して左右方向に作用する力、上下の側辺９Ｔ，９Ｄに対して上下方向に作用する力に対する耐久性の方が高いため、柱４，５の連設方向に外力が作用し、例えば土台２および梁３が互いに略平行を保ちながら左右方向に相対移動しようとして柱４，５にせん断力が作用した場合に、柱４，５の凹部４１，５１から構造用合板９の左右の側辺９Ｌ，９Ｒに対して力が作用して構造用合板９にせん断力が作用しても破損し難く、その耐久性により一対の柱４，５同士の相対的な傾動を抑止できる。このように、耐力壁１０は、複数の釘Ｎによる抵抗力に加えて、柱４，５の連設方向に作用する外力に対する抵抗力が高められている。

また、耐力壁１０は、構造用合板９が略同一平面をなす凹部４１，５１の左右面４２，５２と各縦受材７の左右面７０とに当接した状態で柱４，５に固定されているため、構造用合板９が縦受材７側に押し込まれるような力が作用した場合の支持強度が高められている。

また、耐力壁１０は、構造用合板９が各縦受材７に複数の釘Ｎにより連結されているため、構造用合板９と各縦受材７との一体性が増すことで支持強度がより高められるばかりでなく、面９Ｆ，９Ｂに対して前後方向に撓み変形することを抑止することができる。

また、複数の釘Ｎは、構造用合板９越しに柱４，５および各縦受材７に打設されることで、左右方向に略一定の間隔離間されるため、釘Ｎを多用すること、太さを太くすることによる、柱４，５および構造用合板９の破損を防止することができる。

また、耐力壁１０は、構造用合板９が間柱６に複数の釘Ｎにより連結されていることで、構造用合板９と一対の柱４，５から離間した位置で立設される間柱６との一体性が増すため、面９Ｆ，９Ｂに対して前後方向に撓み変形することを抑止することができる。

また、耐力壁１０は、土台２と梁３との間に挿嵌された構造用合板９の上下の側辺９Ｔ，９Ｄが凹部４１，５１に略直交して延びる床合板１１または梁３に当接しているため、柱４，５の上下方向、すなわち立設方向に外力が作用し、例えば土台２および梁３が略平行を保ちながら右肩上がりに傾動しようとした場合に、構造用合板９の側辺９Ｔ，９Ｄに力が作用して構造用合板９にせん断力が作用しても破損し難く、その耐久性により梁３および土台２の相対的な傾動を抑止できることから、柱４，５の立設方向に作用する外力に対する抵抗力が高められている。

また、構造用合板９は、梁側の横受材８、土台側の横受材８それぞれに複数の釘Ｎで連結されていることから、構造用合板９と梁３および土台２との一体性が増すため、柱４，５の立設方向に作用する外力に対する抵抗力がさらに高められている。

また、耐力壁１０は、前方側および後方側に構造用合板９がそれぞれ連結されていることから、耐力壁１０としての一体性がさらに高められて構造強度を高められているばかりでなく、柱４，５の連設方向に作用する外力に対する抵抗力も高められている。

また、土台材２１側の横受材８と土台材２１との間に床合板１１が配設されていることから、耐力壁１０の高い耐久力を利用して床合板１１が支持されるため、床合板１１の支持強度を向上させることができる。

また、耐力壁１０は、所謂床勝ちであるため、所謂壁勝ちの構成と比較して、床合板１１を載置・固定するために必要となる根太等の数を減じてコストを低減することができる。

また、柱脚金物２０は、金属で形成され、木製の柱４，５よりも高い剛性を備えるため、柱４，５が柱脚金物２０に対して沈み込むように軸力が作用しても、柱４，５を安定して支持することが可能である。

また、構造用合板９は、表面９Ｆが土台２、梁３、柱４，５の前端面または後端面と略同一平面をなしているため、構造用合板９が同前端面または同後端面から前後方向に突出している構成と比較して、凹部４１，５１から構造用合板９に伝達される力と、構造用合板９から凹部４１，５１に伝達される力との差が生じ難く、捻じれ方向の力が発生することが防止されている。この観点から、凹部４１，５１の前後方向の寸法は、構造用合板９の前後方向の寸法、すなわち厚み寸法以上であることが好ましく、前後面４３，５３についても捻じれ方向の力が生じ難くなる点で略同一であることがより好ましい。

これらによって、耐力壁１０は、構造用合板を用いた一般的な耐力壁の壁倍率である２．５倍の６倍にあたる１５倍の壁倍率を達成できるばかりでなく、四寸柱、柱脚金物等の一般的な規格で流通している資材を利用して構成することができるため、建築物全体の製造コストを低減することができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、本発明の耐力壁は、構造用合板９を縦受材７、横受材８を介して、土台２、梁３、柱４，５、間柱６に連結する所謂耐力壁であるとして説明したが、これに限らず、例えば柱４，５、間柱６に連結するような所謂準耐力壁であってもよい。

また、凹部４１，５１は、単に柱４，５に切削形成されている構成として説明したが、これに限らず、左右面および前後面の少なくとも一方が柱に固定された弾性部材によって構成されていてもよい。同様に、土台２、梁３、間柱６、縦受材７、横受材８に弾性部材が配設されていてもよい。

また、凹部４１，５１は、左右面と前後面とが略直交している構成として説明したが、これに限らず、左右面と前後面との間の角度が鋭角または鈍角に構成されていてもよく、端面４０ａから柱４，５の前面または後面に連続する直線状または湾曲状に構成されていてもよい。

また、面材は、構造用合板９として説明したが、これに限らず、石膏ボード、中密度繊維板等、他の種類の面材を使用してもよく、前方側および後方側の一方に面材を複数使用してもよい。

また、構造用合板９は、前方側および後方側それぞれに配設されている構成として説明したが、これに限らず、前方側または後方側の一方のみに配設されていてもよい。

また、構造用合板９は、横受材８を介して土台２、梁３に連結されている構成として説明したが、これに限らず、土台２や梁３に凹部を形成して凹部内に構造用合板９の上端部または下端部を挿嵌する、土台や梁の前後方向の寸法や固定位置を調節する等により直接連結されていてもよい。

また、前記実施例の耐力壁１０は、所謂床勝ちの構成として説明したが、これに限らず、図８に示される変形例１の耐力壁１００ように、土台２に間柱６、縦受材７、土台２側の横受材８が当接して直接固定されている、所謂壁勝ちであってもよい。壁勝ちであっても、土台２と梁３との間に挿嵌された構造用合板９の上下の側辺９Ｔ，９Ｄ（図６参照）が凹部４１，５１に略直交して延びる土台２または梁３に当接しているため、柱４，５の立設方向に作用する外力に対する抵抗力を高めることができる。

また、柱４，５には、立設方向に沿って構造用合板９の上下方向の寸法と略同一の凹部４１，５１が形成されている構成として説明したが、これに限らず、構造用合板９の上下方向の寸法よりも長い凹部が立設方向に沿って一つ形成されていてもよく、構造用合板９の上下方向の寸法よりも短い凹部が立設方向に沿って一つまたは複数の凹部が形成されていてもよい。その一例として図９に示される変形例２の耐力壁１１０のように、柱１０４，１０５には、上下方向に所定間隔置きに複数の凹部１４１，１５１が形成され、構造用合板１０９には、凹部１４１，１５１に嵌合可能な複数の凸部１９０が形成されていてもよい。

また、柱４，５は、通柱または管柱として説明したが、これに限らず、共に管柱を使用した梁勝ちとしてもよく、適宜変更されてもよい。

また、上方横設材は、梁３である構成として説明したが、これに限らず、胴差し、一対の柱の上方側端部に渡設された貫等、柱の上方側を連結するものであってもよい。下方横設材は、土台２である構成として説明したが、これに限らず、基礎１、一対の柱の下方側端部に渡設された貫等、柱の下方側を連結するものであればよい。

また、連結部材は、釘Ｎである構成として説明したが、これに限らず、木ネジ、ボルトナット、接着材等に適宜変更してもよく、これらを組み合わせて使用してもよい。

また、床材は、床合板１１である構成として説明したが、これに限らず、石膏ボード、中密度繊維板等、他の種類の面材および板材を使用してもよい。

１ 基礎
２ 土台（下方横設材）
３ 梁（上方横設材）
４，１０４ 通柱
５，１０５ 管柱
６ 間柱（間受材）
７ 縦受材
８ 横受材
９，１０９ 構造用合板（面材）
９Ｂ 裏面
９Ｌ，９Ｒ 側辺
１０，１００，１１０ 耐力壁
１１ 床合板（床材）
４０，５０ 側端部
４１，５１，１４１，１５１ 凹部
４２，５２ 左右面（凹部の端面）
Ｎ 釘（連結部材）

Claims (8)

1. 一対の柱と、
   前記一対の柱に複数の連結部材を用いて連結される面材と、を備える耐力壁であって、
   前記一対の柱には、該柱の立設方向に沿って前記面材の辺および背面が当接する凹部がそれぞれ形成され、
   前記面材は、一対の前記凹部の間に挿嵌されて前記複数の連結部材により連結されていることを特徴とする耐力壁。
2. 前記柱は、前記面材の背面が当接する前記凹部の端面と略同一平面をなす受材が固定されていることを特徴とする請求項１に記載の耐力壁。
3. 前記面材は、前記受材に複数の前記連結部材により連結されていることを特徴とする請求項２に記載の耐力壁。
4. 前記面材は、前記一対の柱の間に立設される間受材に複数の前記連結部材により連結されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の耐力壁。
5. 一対の前記凹部の間に挿嵌されている前記面材は、互いに対向配置される上方横設材および下方横設材の間に挿嵌されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の耐力壁。
6. 前記面材は、前記上方横設材に固定されて前記凹部の端面と略同一平面をなす上方横設材側受材、および前記下方横設材に固定されて前記凹部の端面と略同一平面をなす下方横設材側受材それぞれに複数の連結部材で連結されていることを特徴とする請求項５に記載の耐力壁。
7. 前記下方横設材と前記下方横設材側受材との間には、床材が配設されていることを特徴とする請求項５または６に記載の耐力壁。
8. 互いに対向配置された前記面材を備え、
   前記一対の柱には、一方の前記面材が連結される一方側、および他方の前記面材が連結される他方側に前記凹部がそれぞれ形成され、
   各前記面材は、一対の前記凹部の間にそれぞれ挿嵌されて前記複数の連結部材により連結されていることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の耐力壁。

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